Mission
Das in Wien ansässige Unternehmen LIStrat Industrial Analytics (LIStrat GmbH) wurde Mitte 2017 als Spin-off der Fakultät für Chemie/Institut für Physikalische Chemie der Universität Wien gegründet. Der Firmenname besteht aus dem ursprünglichen Kernbereich der Entwicklung, d.h. der chemischen Schichtanalyse mit Hilfe der Laser-Induzierten Abbau-Spektroskopie (LIBS, kurz: eine Form der laserinduzierten Atomemissionsspektroskopie). Es steht für'Laser-induzierte Stratigraphie' --- Laser-induzierte Schichtanalyse oder Stratigraphie (lat. Stratum, 'Schicht, Decke' und gri. \(\gamma \rho \alpha \phi \epsilon \iota \nu\) oder gráphein, 'schreiben, zeichnen').
Stratigraphie
So können beispielsweise chemische Tiefeninformationen über beliebig geformte Werkstücke schnell und automatisiert gewonnen werden. Die mikroinvasive Methode kann hier als schnelle Alternative zu metallographischen Querschnitten auf galvanischen Mehrfachbeschichtungen oder zur Erzeugung virtueller chemischer Querschnitte in der Methodenentwicklung oder Qualitätssicherung eingesetzt werden, was die Notwendigkeit macht, das Werkstück an allen relevanten Stellen zu schneiden und für die (elektronen-)mikroskopische Analyse vorzubereiten. Neben der Schichtdickenkontrolle können auch chemische Zusammensetzung und Diffusionsgradienten erfasst werden - Merkmale, die durch Mehrfachbeschichtungen (z.B. mit Röntgenfluorimetern etc.) mit klassischen Verfahren wie Elektronenstrahlmethoden an Querschnitten kaum und schon gar nicht zerstörungsfrei erfasst werden können. Der Qualitätssicherungs-/Messzyklus für F&E wird von Stunden auf Tage auf wenige Minuten reduziert. Neben der routinemäßigen Mehrschichtgalvanik sind moderne Spritzbeschichtungsverfahren im Motorenbau Beispiele für Anwendungen, bei denen erste Erfolge bei der Erkennung von Porositätsunterschieden und Sauerstoffgradienten in yttrium-/zirkoniumbasierten Thermal Barrier Coatings (TBCs) zahlreiche weitere Anwendungen versprechen.
Nabla-Materialien
Die minimal-invasive und schnelle Analyse ist nur ein Teil des Tätigkeitsfeldes von LIStrat. Mit der wachsenden Nachfrage nach individuell gefertigten und chemisch flexiblen Metallkomponenten für Hochleistungsanwendungen in der Automobil-, Flugzeug-, Offshore- oder Medizinindustrie steigen die Anforderungen an eine schnelle und genaue Qualitätssicherung. Überwachung und Dokumentation sollten den Herstellungsprozess in situ nach Möglichkeit begleiten. LIStrat entwickelt Verfahren zur Überwachung der chemischen Zusammensetzung und ihrer Variabilität inline während des additiven Herstellungsprozesses von Werkstücken aus Pulvern mit variabler Zusammensetzung und zur Rückführung der Informationen in den Prozess als Feedback in Echtzeit. Damit ist es in Zukunft möglich, chemisch allmählich hergestellte Bauteile im LMD-Prozess (Laser Metal Deposition oder ~Laser Deposition Welding) als virtuelles, chemisches 3D-Bild des Werkstücks lückenlos zu erfassen und zu verfolgen. Bei Bedarf kann das Verfahren den Prozess auch direkt bei Produktionsfehlern wie fehlerhaften Aufträgen, Einlegefehlern oder Mischproblemen stoppen oder nachstellen, was dazu beiträgt, Ausschuss zu vermeiden und Produktionszeiten zu minimieren.
Leichtmetallanalyse
Mit der Weiterentwicklung der Leichtmetallverarbeitung entsteht ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet für die LIStrat-Technologie: Die autonome Erkennung und robotergestützte Positionierung von Teilen kann für die vollautomatische, berührungslose Elementaranalyse von Schrott und Wertstoffen mitten im Trennprozess in Verarbeitungs- und Recyclinganlagen eingesetzt werden. Die Kombination aus modernster Bildverarbeitung, hochenergetischen Industrielasern und flexibler Fiberoptik ermöglicht die schnelle Erkennung von z.B. Einzelteilen auf einem Förderband oder bestimmten Schrottfragmenten in einem Schrottpaket, den Abtrag verschiedener emaillierter, lackierter oder eloxierter Beschichtungen und die automatisierte und sichere Probenahme durch robotische Stellglieder. Dadurch wird die Abtastgeschwindigkeit auf bis zu 1 kHz erhöht, im Gegensatz zu 1 Hz, die eine typische vom Menschen betriebene Messung erfordert. Der Datenzuwachs ermöglicht eine zuverlässige Statistik und die anschließende Klassifizierung von Einzelblättern bis hin zu ganzen Paketen. Downcycling-Verluste können so minimiert werden. Mit Primärschrott wie Tschad aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie kann eine Wertschöpfung von 50% erreicht werden.